TWI747490B - 曝光裝置 - Google Patents

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TWI747490B
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春本将彦
田中裕二
毛利知佐世
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日商斯庫林集團股份有限公司
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Abstract

本發明之曝光裝置具有圓筒形狀之周壁構件。周壁構件形成能夠收容基板之處理空間並且具有上部開口及下部開口。又，於周壁構件之上部，以蓋住上部開口之方式設置有光出射部。於周壁構件之下方設置有下蓋構件，上述下蓋構件設置成能夠沿上下方向移動且能夠封閉及打開下部開口。以於處理空間內收容有基板且下部開口被下蓋構件封閉之狀態，用惰性氣體置換處理空間內之環境氣體。該狀態下，真空紫外線從光出射部出射至基板，基板被曝光。

Description

曝光裝置
本發明係關於一種使用真空紫外線對基板進行曝光處理之曝光裝置。
為了使形成於基板上之膜改質，有時會使用真空紫外線。例如，於日本專利特開2018-159828號公報中記載了一種曝光裝置，該曝光裝置使用真空紫外線對基板上之包含定向自組裝(Directed Self Assembly)材料之膜進行曝光處理。
該曝光裝置包括處理室、投光部及封閉部。處理室具有上部開口及內部空間。投光部以蓋住處理室之上部開口之方式配置於處理室之上方。於處理室之側面，形成有用於在處理室之內部與外部之間搬送基板之搬送開口。封閉部構成為能夠利用擋板來打開關閉搬送開口。
於基板之曝光處理時，首先，打開搬送開口，通過該搬送開口將基板搬入至處理室之內部。接下來，以於處理室之內部配置有基板之狀態，封閉搬送開口，從而該處理室之內部空間得以密閉。又，為了減少照射至基板之真空紫外線因氧而衰減，用惰性氣體來置換處理室內之環境氣體。當處理室內之氧濃度降低至預定之濃度時，通過處理室之上部開口將真空紫外線照射至基板。藉此，基板上之膜得以改質。然後，再次打開搬送開口，將曝光後之基板搬出至處理室之外部。
如上所述，於日本專利特開2018-159828號公報記載之曝光裝置中，每對一塊基板進行曝光處理時，均需要用惰性氣體來置換處理室內之環境氣體直至處理室內之氧濃度達到預定之濃度為止。該情形時，為了提高曝光處理之效率，理想的是縮短置換處理室內之環境氣體所需之時間。
又，如上所述，於日本專利特開2018-159828號公報記載之曝光裝置中，以低氧環境氣體進行曝光處理。因此，進行曝光之整個處理室之環境氣體均被惰性氣體所置換。然而，需要較長時間才能均勻地置換惰性氣體。若惰性氣體之置換不均勻，則曝光處理之精度會降低。又，若置換惰性氣體所需之時間延長，則曝光處理之效率會降低。
本發明之目的在於提供一種曝光裝置，該曝光裝置能夠以簡單且緊湊之構成提高曝光處理之效率而不會降低基板之清潔度。
本發明之另一目的在於提供一種能夠提高曝光處理之精度及效率之曝光裝置。
本發明之一形態之曝光裝置對至少一部分具有圓形狀之基板進行曝光處理，且包括：圓筒形狀之周壁構件，其形成能夠收容基板之處理空間並且具有上部開口及下部開口；光出射部，其以蓋住周壁構件之上部開口之方式設置於周壁構件之上方且具有能夠向處理空間出射真空紫外線之出射面；封閉構件，其於周壁構件之下方設置成能夠沿上下方向移動且構成為能夠封閉及打開下部開口；基板支持部，其以基板與出射面對向之方式於出射面與封閉構件之間支持基板；供給部，其以於處理空間內利用基板支持部支持基板且利用封閉構件封閉下部開口之狀態將惰性氣體供給至處理空間；及排出部，其以於處理空間內利用基板支持部支持基板且利用封閉構件封閉下部開口之狀態將處理空間內之環境氣體排出至處理空間之外部。
該曝光裝置中，以基板與光出射部之出射面對向之方式，將基板支持於出射面與封閉構件之間。周壁構件之下部開口由封閉構件封閉，處理空間內之環境氣體被惰性氣體置換。該狀態下，將真空紫外線從光出射部之出射面出射至基板，基板被曝光。該曝光時，處理空間內之氧濃度因惰性氣體而降低，因此從光出射部之出射面出射至基板之真空紫外線之衰減得以減少。
根據上述構成，周壁構件具有與基板之形狀對應之圓筒形狀，因而能夠減小處理空間之容積。藉此，能夠用惰性氣體迅速地置換處理空間內之環境氣體。因此，能夠在短時間內使處理空間之氧濃度降低。
又，由圓筒形狀之周壁構件形成之處理空間內不存在讓氣體滯留之角部。因此，當用惰性氣體置換處理空間內之環境氣體時，沿著周壁構件之內周面形成順暢之氣體流動。藉此，微粒不易殘留於處理空間內。因此，能夠提高處理空間內之基板之清潔度。
進而，封閉構件藉由將周壁構件之下部開口打開關閉，而能夠將基板搬入至處理空間內及從處理空間內搬出基板。封閉構件藉由沿上下方向移動而能夠以簡單之構成及動作將下部開口打開關閉。因此，無需於周壁構件設置基板之搬入搬出口並且無需設置用以將該搬入搬出口打開關閉之複雜之機構。
該等結果為，能夠以簡單且緊湊之構成提高曝光處理之效率而不會降低基板之清潔度。
可於周壁構件之內部形成有將周壁構件之外部與處理空間連通之第1氣體流路及第2氣體流路，供給部可設置成能夠通過第1氣體流路將惰性氣體供給至處理空間內，排出部可設置成能夠通過第2氣體流路將處理空間內之環境氣體排出至處理空間之外部。
該情形時，無需於處理空間內設置用於供給惰性氣體之配管或噴嘴等構件。又，無需於處理空間內設置用以將其內部之環境氣體排出至處理空間之外部之配管或噴嘴等構件。藉此，因處理空間內成為氣體流動之阻礙之區域減少，故微粒不易殘留於處理空間內。
第1氣體流路及第2氣體流路可分別形成於周壁構件中之隔著處理空間而彼此對向之部分。
該情形時，於處理空間內，從第1氣體流路朝向第2氣體流路形成順暢之氣體流動。藉此，能夠用惰性氣體順暢地置換處理空間內之環境氣體，因此置換環境氣體所需之時間得以縮短。又，由於抑制處理空間內產生亂流，故能夠將處理空間內之複數個部分中之氧濃度保持為均勻。因此，能夠對基板進行均勻之曝光。
封閉構件可具有與出射面對向之平坦之上表面，於封閉構件之上表面安裝有複數個基板支持部。
該情形時，由於複數個基板支持部共通地安裝於封閉構件之平坦之上表面上，故當向封閉構件安裝複數個基板支持部時，能夠容易且準確地對準複數個基板支持部之上下方向之位置。藉此，能夠防止由基板支持部支持之基板相對於出射面傾斜，從而能夠對基板進行均勻之曝光。
曝光裝置可進而包括複數個支持銷，上述複數個支持銷分別具有在處理空間之下方之位置處沿上下方向延伸且能夠支持基板之複數個上端部，封閉構件可具有供複數個支持銷插入之複數個貫通孔，複數個支持銷能夠以如下方式設置，即，當利用封閉構件封閉下部開口時，複數個支持銷之上端部位於較複數個基板支持部之上端更靠下方處，當利用封閉構件打開下部開口時，複數個支持銷之上端部位於較複數個基板支持部之上端更靠上方處。
該情形時，當向處理空間搬入基板時，於利用封閉構件打開了下部開口之狀態下，於處理空間之下方之位置處將基板從曝光裝置之外部載置於複數個支持銷之上端部上。然後，當利用封閉構件封閉下部開口時，封閉構件藉由相對於複數個支持銷向上方移動而複數個基板支持部之上端移動至較複數個支持銷之上端部更靠上方處。藉此，基板從複數個支持銷移接至複數個基板支持部，且基板被支持於處理空間內。
另一方面，當從處理空間搬出基板時，封閉構件藉由相對於複數個支持銷向下方移動而複數個基板支持部之上端移動至較複數個支持銷之上端部更靠下方處。藉此，基板從複數個基板支持部移接至複數個支持銷，且基板被支持於處理空間之下方。如此，藉由使封閉構件沿上下方向移動，能夠以簡單之構成及動作相對於處理空間搬入及搬出基板。
曝光裝置可進而包括控制光出射部及供給部之控制部，控制部能夠以如下方式控制供給部，即，於從在處理空間內利用基板支持部支持基板且利用封閉構件封閉下部開口之時間點到預定之第1時間內，以第1流量將惰性氣體供給至處理空間內，於從經過第1時間之時間點到第2時間內，以較第1流量低之第2流量將惰性氣體供給至處理空間內；並且以如下方式控制光出射部，即，於第2時間內將真空紫外線從出射面出射至基板。
根據上述控制，能夠於下部開口被封閉後，在基板曝光前以較高之第1流量將惰性氣體供給至處理空間內，並排出處理空間內之環境氣體。藉此，能夠在短時間內將處理空間內之大部分環境氣體置換為惰性氣體。
然後，於基板曝光時以較低之第2流量將惰性氣體供給至處理空間內，並排出處理空間內之環境氣體。該情形時，處理空間內產生之氣體流動減小。藉此，可防止在基板曝光中殘留於處理空間內之微粒因惰性氣體之氣流而飛散。因此，可防止在基板曝光中因微粒在處理空間內飛散而發生處理不良。
本發明之另一形態之曝光裝置對基板進行曝光處理，且包括：周壁構件，其形成能夠收容基板之處理空間並且具有上部開口；光出射部，其蓋住上部開口且具有能夠出射真空紫外線之出射面；及基板支持部，其於由光出射部進行之曝光時，於光出射部之下方之處理空間內支持基板；周壁構件具有將惰性氣體從下方引導至上方之流路、及使流路與處理空間連通之開口部，開口部具有彼此對向之第1側面及第2側面，第1側面與第2側面之間之距離從流路之下游端部朝向處理空間而逐漸增加，上述曝光裝置設置有供從流路之下游端部流出至開口部之惰性氣體碰撞之碰撞面，碰撞面位於較曝光時由基板支持部支持之基板更靠上方處。
根據上述構成，惰性氣體通過形成於周壁構件內之流路而到達下游端部。從下游端部供給至開口部之惰性氣體在與基板上方之碰撞面碰撞後，沿著第1側面及第2側面流入至處理空間內。該情形時，能夠均勻地置換光出射部與基板之間之環境氣體。又，無需置換整個處理空間內之環境氣體。因此，能夠縮短置換所需之時間。該等結果為，能夠提高曝光處理之效率及精度。
周壁構件可具有圓筒形狀。該情形時，於由圓筒形狀之周壁構件形成之處理空間內不存在讓氣體滯留之角部。因此，當用惰性氣體置換處理空間內之環境氣體時，沿著周壁構件之內周面形成順暢之氣體流動。藉此，能夠進一步縮短置換所需之時間並且抑制置換所使用之惰性氣體。
周壁構件可包括排出處理空間之環境氣體之排氣部。該情形時，藉由利用排氣部排出處理空間之環境氣體，能夠在處理室內更容易地形成惰性氣體之流動。因此，能夠進一步縮短均勻置換處理空間之基板上之環境氣體所需之時間。
碰撞面可包含光出射部之下表面之一部分。該情形時，藉由將蓋住周壁構件之上部開口之光出射部之下表面之一部分設為碰撞面，無需另外設置碰撞面。因此，能夠抑制曝光裝置之製造成本。
碰撞面可設置於周壁構件內。該情形時，藉由將周壁構件之一部分設為碰撞面，無需另外設置碰撞面。因此，能夠抑制曝光裝置之製造成本。
可於周壁構件形成有下部開口，曝光裝置可進而包括：封閉構件，其構成為能夠封閉及打開下部開口；及升降驅動部，其以如下方式控制封閉構件，即，於外部與基板支持部之間交接基板時封閉部移動至位於下部開口之下方的第1位置，於基板曝光時封閉構件移動至將下部開口封閉之第2位置。
該情形時，於基板交接時封閉構件移動至處理空間下方之第1位置。藉此，能夠容易地於外部與基板支持部之間交接基板。又，於基板曝光時，封閉構件移動至第1位置之上方之第2位置。藉此，能夠容易地封閉下部開口。
基板支持部可設置於封閉構件之上表面。該情形時，基板支持部與封閉構件一起沿上下方向移動。藉此，能夠容易地在處理空間下方將基板從曝光裝置之外部載置於基板支持部。又，於基板曝光時，基板支持部移動至上方，由此基板接近光出射部。藉此，能夠進一步提高基板之曝光處理之效率。
以下，參照附圖對本發明之實施方式之曝光裝置進行說明。以下之說明中，基板係指液晶顯示裝置或有機EL(Electro Luminescence，電致發光)顯示裝置等中使用之FPD(Flat Panel Display，平板顯示器)用基板、半導體基板、光碟用基板、磁碟用基板、光磁碟用基板、光罩(photomask)用基板、陶瓷基板或太陽電池用基板等。再者，以下說明之基板係至少一部分具有圓形狀之基板，係例如形成有凹口(notch)或定向平面(orientation flat)之圓形基板。又，於基板之主面形成有由真空紫外線改質之膜。
進而，以下說明之曝光裝置中，於基板之主面朝向上方且基板之背面(與主面為相反側之面)朝向下方之狀態下，從上方對該基板之主面照射具有約120 nm以上且約230 nm以下之波長之紫外線(以下，稱為真空紫外線)。因此，以下之說明中，基板之上表面為基板之主面，基板之下表面為基板之背面。
[A]第1實施方式 [1]曝光裝置之構成 圖1係表示本發明之第1實施方式之曝光裝置之構成之模式性剖視圖，圖2係用以說明圖1之曝光裝置100中之一部分構成要素之動作之立體圖。如圖1所示，曝光裝置100包含光出射部10、周壁構件20、下蓋構件30、基板支持機構40、氣體供給系統51、氣體排出系統52、升降驅動部53及控制部60。
該曝光裝置100中，用以對基板W進行曝光處理之處理空間20S由周壁構件20形成。具體而言，周壁構件20具有扁平之圓筒形狀。由周壁構件20之內周面包圍之空間被用作處理空間20S。又，周壁構件20具有圓環狀之平坦之上端面23及下端面24。於上端面23之內側形成有上部開口21，於下端面24之內側形成有下部開口22。
以蓋住周壁構件20之上部開口21之方式於周壁構件20之上方設置有光出射部10。光出射部10包含殼體(housing)11、透光板13、面狀之光源部14及電源裝置15。
殼體11具有底壁部11a、角筒形狀之周壁部11b及頂部11c。由底壁部11a、周壁部11b及頂部11c形成內部空間10S。再者，圖2中，由單點鏈線僅示出光出射部10中之殼體11。
如圖1所示，於殼體11之底壁部11a形成有下部開口12。下部開口12具有例如圓形狀。下部開口12之內徑較周壁構件20之內徑稍小。透光板13以封閉下部開口12之方式安裝於底壁部11a。本實施方式中，透光板13係石英玻璃板。作為透光板13之材料，可使用能使真空紫外線透過之其他材料。
光源部14及電源裝置15收容於殼體11之內部空間10S中。光源部14具有將出射真空紫外線之複數個棒形狀之光源元件LE以特定間隔水平排列之構成。各光源元件LE例如可以是氙準分子燈(xenon excimer lamp)，亦可以是其他準分子燈或氘燈(deuterium lamp)等。電源裝置15將電力供給至光源部14。
於底壁部11a之下表面，以透光板13之下表面作為出射面13S而朝向處理空間20S之方式連接有周壁構件20之上端面23。利用這種構成，從光源部14產生之真空紫外線通過出射面13S出射至處理空間20S內。
下蓋構件30在周壁構件20之下方設置成能夠沿上下方向移動。又，下蓋構件30構成為能夠利用上下方向之移動來封閉及打開下部開口22。以下，將下蓋構件30封閉下部開口22之位置稱為蓋封閉位置，將下蓋構件30打開下部開口22之位置稱為蓋打開位置。升降驅動部53包含例如步進馬達，如圖2中之粗虛線箭頭所示，使下蓋構件30於蓋封閉位置與蓋打開位置之間沿上下方向移動。
下蓋構件30具有與光出射部10之出射面13S對向之平坦之上表面31。如圖1所示，於下蓋構件30之上表面31安裝有密封構件39。於下蓋構件30位於蓋封閉位置之狀態下，密封構件39密接於周壁構件20之下端面24中之包圍下部開口22之部分。密封構件39包含例如O形環。
又，於下蓋構件30之上表面31，安裝有構成為能夠支持基板W之下表面之複數個(本例中3個)支持構件38。各支持構件38係球狀之近似球(proximity ball)，由例如陶瓷形成。
進而，於下蓋構件30之中央部，形成有與後述之複數個支持銷41分別對應之複數個貫通孔32。又，於下蓋構件30之下表面中之複數個貫通孔32之形成部分，以固定距離延伸至下方之方式設置有複數個收容管33。各收容管33具有與貫通孔32之內徑相同之內徑。於收容管33之下端部，形成有以從該收容管33之內周面朝向其軸心之方式形成之向內凸緣。
基板支持機構40包含複數個(本例中3個)支持銷41及銷連結構件42。各支持銷41包含前端構件41a及支持軸41b。複數個支持軸41b以分別沿上下方向延伸之方式設置，分別插入至下蓋構件30之複數個貫通孔32及複數個收容管33中。銷連結構件42連結複數個支持軸41b之下端部並且固定於曝光裝置100之未圖示之基底部分。複數個前端構件41a分別設置於複數個支持軸41b之上端部，由例如陶瓷或樹脂形成。
於下蓋構件30位於蓋打開位置之情形時，複數個前端構件41a(複數個支持銷41之上端部)位於較安裝於下蓋構件30之複數個支持構件38之上端更靠上方處。藉此，如圖1所示，處理對象之基板W支持於複數個前端構件41a上。此時，基板W之上表面與光出射部10之出射面13S對向。
當下蓋構件30從蓋打開位置朝向蓋封閉位置移動至上方時，基板支持機構40之複數個前端構件41a通過下蓋構件30之複數個貫通孔32而收容於收容管33之內部。因此，於下蓋構件30位於蓋封閉位置之情形時，複數個前端構件41a(複數個支持銷41之上端部)位於較安裝於下蓋構件30之複數個支持構件38之上端更靠下方處。藉此，支持於複數個前端構件41a上之基板W被移接至複數個支持構件38。
此處，於基板支持機構40之各前端構件41a，形成有具有比支持軸41b之直徑大的直徑之向外凸緣。另一方面，於形成於複數個收容管33之各自之下端部之向內凸緣之上表面部分，設置有能夠與前端構件41a之向外凸緣之下表面接觸之密封構件(未圖示)。該等密封構件包含例如O形環。又，各密封構件在下蓋構件30位於蓋封閉位置時，阻斷處理空間20S、貫通孔32之內部空間及收容管33之內部空間與處理空間20S之外部之間的氣體流動。藉此，處理空間20S得以密閉。
圖1之氣體供給系統51包含配管51a、惰性氣體供給源(未圖示)及閥(未圖示)等。又，氣體排出系統52包含配管52a、閥(未圖示)及排氣設備(未圖示)等。
於周壁構件20之內部，形成有將周壁構件20之外部與處理空間20S連通之第1氣體流路25及第2氣體流路26。周壁構件20中，第1氣體流路25及第2氣體流路26以隔著處理空間20S而彼此對向之方式形成(參照後述之圖3)。
第1及第2氣體流路25、26分別由從周壁構件20之外周面形成到內周面之貫通孔所構成。於第1氣體流路25連接有從氣體供給系統51延伸之配管51a。於第2氣體流路26連接有從氣體排出系統52延伸之配管52a。
氣體供給系統51從未圖示之惰性氣體供給源通過配管51a及第1氣體流路25將惰性氣體供給至處理空間20S。本實施方式中，使用氮氣作為惰性氣體。氣體排出系統52將周壁構件20之處理空間20S之環境氣體通過第2氣體流路26及配管52a排出至周壁構件20之外部。
於配管52a設置有氧濃度計52b。氧濃度計52b將流經配管52a之氣體之氧濃度作為處理空間20S內之氧濃度進行測量，並將測量出之氧濃度在特定週期內提供給控制部60。氧濃度計52b係例如原電池型氧感測器(galvanic cell oxygen sensor)或氧化鋯型氧感測器(zirconia oxygen sensor)。
控制部60包含例如CPU(Central Processing Unit，中央運算處理裝置)及記憶體。控制部60之記憶體中記憶有各種控制程式。藉由控制部60之CPU執行記憶體中記憶之控制程式，如圖1中之單點鏈線箭頭所示，控制曝光裝置100內之各構成要素之動作。
圖3係表示圖1之曝光裝置100之一部分構成要素之模式性俯視圖。圖3中，光出射部10之殼體11之外形及下部開口12由單點鏈線表示。又，圖3中，為了易於理解收容於處理空間20S內之基板W與周壁構件20之間之位置及大小之關係，對基板W附上點圖案，對周壁構件20附上影線。
如圖3所示，當進行曝光處理時，以位於處理空間20S內之大致中央部之方式，利用基板支持機構40(圖1)支持基板W。該狀態下，周壁構件20之內周面與基板W之外周端部對向。又，基板W之外周端部與周壁構件20之內周面之間之距離保持為大致固定。
又，圖3中，形成於下蓋構件30之3個貫通孔32與安裝於下蓋構件30之3個支持構件38由虛線表示。如圖3所示，3個貫通孔32等間隔地形成在俯視時以下蓋構件30之中心30C為基準之第1假想圓cr1上。另一方面，3個支持構件38等間隔地形成在俯視時以下蓋構件30之中心30C為基準之第2假想圓cr2上。此處，第2假想圓cr2具有大於第1假想圓cr1且為基板W之直徑之1/2左右之大小。藉此，當利用3個支持構件38支持基板W時，較之利用3個貫通孔32支持基板W之情況，基板W之支持之穩定性提高。
此處，於成為曝光裝置100之曝光對象之基板W之直徑D1為300 mm之情形時，周壁構件20之內徑D2例如大於300 mm且為400 mm以下，較佳為大於300 mm且為350 mm以下，更佳為大於300 mm且為320 mm以下。本例之周壁構件20之內徑D2為310 mm。
又，周壁構件20之厚度(高度)例如大於5 mm且為50 mm以下，較佳為大於5 mm且為20 mm以下。本例之周壁構件20之厚度(高度)為10 mm。
[2]曝光處理時之曝光裝置100之基本動作 如上所述，本實施方式之曝光裝置100中，成為處理對象之基板W藉由被照射具有例如172 nm波長之真空紫外線而進行曝光處理。此處，若真空紫外線朝向基板W之路徑上存在大量之氧，則氧分子會吸收真空紫外線並分離為氧原子，且所分離之氧原子與其他氧分子重新結合，由此產生臭氧。該情形時，到達基板W之真空紫外線衰減。真空紫外線之衰減大於波長大於約230 nm之紫外線之衰減。因此，本實施方式之曝光裝置100中，於氧濃度維持得低之處理空間20S內對基板W照射真空紫外線。以下，將對曝光處理時之曝光裝置100之基本動作進行說明。
圖4～圖9係用以說明曝光處理時之第1實施方式之曝光裝置100之基本動作之模式性側視圖。圖4～圖9中，蓋打開位置pa1及蓋封閉位置pa2分別由下蓋構件30之上表面31(圖1)之高度位置表示。
於對曝光裝置100接通電源前之初始狀態下，下蓋構件30位於蓋封閉位置pa2。當曝光裝置100之電源成為接通狀態時，如圖4中之中空箭頭a1所示，下蓋構件30移動至蓋打開位置pa1。
接下來，於基板支持機構40之複數個前端構件41a位於較周壁構件20靠下方之狀態下，將基板W從曝光裝置100之外部搬入至曝光裝置100之內部。該情形時，如圖5中之中空箭頭a2所示，由未圖示之搬送裝置搬送之基板W從曝光裝置100之側方插入至周壁構件20與複數個前端構件41a之間的空間，並載置於複數個前端構件41a上。該狀態下，基板W之上表面隔著處理空間20S而與光出射部10之出射面13S對向。上述搬送裝置係例如後述之圖15之搬送裝置220。
接下來，如圖6中之中空箭頭a3所示，下蓋構件30移動至蓋封閉位置pa2。藉此，於基板W收容於處理空間20S內之狀態下，周壁構件20之下部開口22被下蓋構件30封閉。又，於處理空間20S內，基板W由複數個支持構件38支持。進而，設置於下蓋構件30之複數個收容管33之下端部被複數個前端構件41a及未圖示之密封構件封閉。藉此，處理空間20S得以密閉。
該狀態下，如圖6中之粗單點鏈線箭頭所示，從圖1之氣體供給系統51通過第1氣體流路25將惰性氣體供給至處理空間20S內。又，處理空間20S內之環境氣體通過第2氣體流路26並由氣體排出系統52排出至曝光裝置100之外部。藉此，處理空間20S內之環境氣體逐漸被置換為惰性氣體，處理空間20S內之氧濃度降低。
然後，當處理空間20S內之氧濃度降低至預定之濃度(以下，稱為目標氧濃度)時，如圖7中之粗實線箭頭所示，從光出射部10之光源部14通過出射面13S將真空紫外線照射至基板W之上表面。此處，目標氧濃度以於例如曝光處理後周壁構件20之下部開口22被打開時，周壁構件20之附近之臭氧之濃度為預先容許之濃度(0.1 ppm)以下之方式設定，例如為1%。處理空間20S內之氧濃度是否降低至目標氧濃度為止能夠例如基於從圖1之氧濃度計52b輸出之信號進行判定。再者，於將真空紫外線照射至基板W之期間，利用惰性氣體進行之處理空間20S內之環境氣體之置換動作可繼續進行，亦可停止。
當照射至基板W之真空紫外線之曝光量(基板上之每單位面積被照射之真空紫外線之能量)達到預定之設定曝光量時，停止對基板W之上表面照射真空紫外線。藉由以此方式曝光基板W之上表面，形成於基板W之膜依據特定之曝光條件得以改質。
此處，於目標氧濃度之環境下照射至基板W之真空紫外線之照度(基板上之每單位面積被照射之真空紫外線之功率)為已知。該情形時，照射至基板W之真空紫外線之曝光量基於真空紫外線之照度與真空紫外線之照射時間而定。本實施方式中，照射至基板W之真空紫外線之曝光量是否達到預定之設定曝光量，係根據從開始照射真空紫外線以來是否經過了與設定曝光量對應之時間(曝光時間)而進行判定。
於停止對基板W之上表面照射真空紫外線後，如圖8中之中空箭頭a4所示，下蓋構件30移動至蓋打開位置pa1。藉此，周壁構件20之下部開口22被打開，基板W以支持於複數個前端構件41a上之狀態被取出至處理空間20S之下方。
最後，如圖9中之中空箭頭a5所示，支持於複數個前端構件41a上之基板W由未圖示之搬送裝置接收，並搬出至曝光裝置100之側方。上述搬送裝置係例如後述之圖15之搬送裝置220。
[3]曝光處理時利用控制部60進行之一連串處理 圖10及圖11係表示為了實現圖4～圖9之第1實施方式之曝光裝置100之動作而利用圖1之控制部60進行之一連串處理之流程圖。圖10及圖11所示之一連串處理係藉由例如曝光裝置100之電源從斷開狀態切換為導通狀態而開始。首先，控制部60藉由控制圖1之升降驅動部53，使下蓋構件30移動至蓋打開位置pa1(步驟S1)。
接下來，控制部60判定基板W是否載置於複數個前端構件41a上(步驟S2)。該判定可例如於曝光裝置100內設置檢測基板支持機構40上有無基板W之感測器(例如光電感測器等)，並基於來自該感測器之輸出而進行。或者，可基於來自曝光裝置100之外部之控制裝置(例如，後述之圖15之控制裝置210)之指令信號進行。
當基板W未載置於複數個前端構件41a上時，控制部60重複步驟S2之處理直至基板W載置於複數個支持銷41之前端構件41a為止。另一方面，當複數個前端構件41a上載置有基板W時，控制部60藉由控制圖1之升降驅動部53，使下蓋構件30移動至蓋封閉位置pa2(步驟S3)。
接下來，控制部60藉由控制圖1之氣體排出系統52而使周壁構件20之處理空間20S內之環境氣體排出(步驟S4)。然後，控制部60藉由控制圖1之氣體供給系統51而將惰性氣體供給至周壁構件20之處理空間20S內(步驟S5)。關於步驟S4、S5之處理，可先進行其中任一個處理，亦可同時進行。
接下來，控制部60基於由圖1之氧濃度計52b測量之氧濃度，判定處理空間20S之氧濃度是否已降低至目標氧濃度(步驟S6)。
於處理空間20S之氧濃度尚未降低至目標氧濃度時，控制部60重複步驟S6之處理直至處理空間20S之氧濃度達到目標氧濃度為止。另一方面，當處理空間20S之氧濃度降低至目標氧濃度為止時，控制部60藉由控制圖1之光出射部10，使真空紫外線從光源部14朝向處理空間20S內之基板W出射(步驟S7)。藉此，真空紫外線照射至基板W，形成於基板W之膜改質。
接下來，控制部60判定從光源部14開始出射真空紫外線之時間點以來是否已經過上述設定曝光時間(步驟S8)。於尚未經過設定曝光時間之情形時，控制部60重複步驟S8之處理直至經過設定曝光時間為止。另一方面，當經過設定曝光時間後，控制部60停止光出射部10中之真空紫外線之出射(步驟S9)。
接下來，控制部60藉由控制圖1之氣體排出系統52使處理空間20S內之環境氣體之排出停止(步驟S10)。又，控制部60藉由控制圖1之氣體供給系統51而停止惰性氣體向處理空間20S內之供給(步驟S11)。關於步驟S9、S10、S11之處理，可先進行其中任一部分處理，亦可同時進行所有處理。
接下來，控制部60藉由控制圖1之升降驅動部53，使下蓋構件30移動至蓋打開位置pa1(步驟S12)。然後，控制部60判定基板W是否已從複數個前端構件41a上搬送(步驟S13)。與步驟S2之處理同樣地，該判定可例如在曝光裝置100內設置檢測基板支持機構40上有無基板W之感測器(例如光電感測器等)，並基於來自該感測器之輸出來進行。或者，可基於來自曝光裝置100之外部之控制裝置(例如，後述之圖15之控制裝置210)之指令信號來進行。於尚未搬送基板W之情形時，控制部60重複步驟S13之處理直至基板W被搬送為止。另一方面，控制部60於基板W被搬送時回到上述步驟S2之處理。
[4]處理空間20S內之環境氣體之置換方法 如上所述，曝光裝置100中，為了降低處理空間20S內之氧濃度，排出處理空間20S內之環境氣體並且將惰性氣體供給至處理空間20S內，處理空間20S內之環境氣體被惰性氣體置換。
圖12係用以說明處理空間20S內之環境氣體之置換方法之一例之圖。圖12中，曝光處理時供給至處理空間20S之惰性氣體之供給量之時間性變化由曲線圖來表示。再者，本實施方式中，針對曝光處理中之處理空間20S之惰性氣體之供給量及排出量相同。圖12之縱軸表示惰性氣體之供給量，橫軸表示時間。
關於圖12之時間軸，於時間點t0，將基板W搬入至曝光裝置100內。於時間點t1，所搬入之基板W收容於處理空間20S內且周壁構件20之下部開口22被下蓋構件30封閉。於時間點t2，開始對處理空間20S內之基板W照射真空紫外線。於時間點t3，停止對處理空間20S內之基板W照射真空紫外線。又，於時間點t4，打開周壁構件20之下部開口22。
圖12之示例中，從時間點t0到t1，惰性氣體之供給量(及排氣量)維持為0。然後，從時間點t1到t2，惰性氣體之供給量(及排氣量)維持為相對高之值α，從時間點t2到t3，惰性氣體之供給量(及排氣量)維持為較值α低之值β。然後，從時間點t3到t4，惰性氣體之供給量(及排氣量)維持為0。
根據這種置換方法，從時間點t1到t2，於基板W曝光前以相對高之流量(值α)將惰性氣體供給至處理空間20S內，處理空間20S內之環境氣體被排出。藉此，能夠在短時間內將處理空間20S內之大部分環境氣體置換為惰性氣體。即，能夠在短時間內使氧濃度降低。
然後，於基板W曝光時以相對低之流量(值β)將惰性氣體供給至處理空間20S內。該情形時，處理空間內產生之氣體之流動減少。藉此，防止在基板W曝光中殘留於處理空間20S內之微粒因惰性氣體之氣流而飛散。因此，防止在基板W曝光中因微粒在處理空間20S內飛散而產生處理不良。
圖13係用以說明處理空間20S內之環境氣體之置換方法之另一例之圖。與圖12之示例同樣地，圖13中，曝光處理時供給至處理空間20S之惰性氣體之供給量之時間性變化由曲線圖來表示。關於圖13之時間軸，時間點t0、t1、t2、t3、t4與圖12之時間點t0、t1、t2、t3、t4相同。
圖13之示例中，從時間點t0到t1，惰性氣體之供給量(及排氣量)維持為0。然後，從時間點t1到t3，惰性氣體之供給量(及排氣量)維持為比較高之值α。然後，從時間點t3到t4，惰性氣體之供給量(及排氣量)維持為0。根據這種置換方法，於周壁構件20之下部開口22被下蓋構件30封閉之期間，一直以較高之流量將惰性氣體供給至處理空間20S。藉此，容易將處理空間20S內之氧濃度維持為低狀態。又，該情形時，從時間點t2到t3，因曝光而產生之臭氧容易從處理空間20S排出。進而，根據該置換方法，無需將惰性氣體之供給量(及排氣量)切換為複數個值。因此，能夠簡化氣體供給系統51及氣體排出系統52之構成。
圖14係用以說明處理空間20S內之環境氣體之置換方法之又一例之圖。圖14中，與圖12之示例同樣地，曝光處理時供給至處理空間20S之惰性氣體之供給量之時間性變化由曲線圖來表示。關於圖14之時間軸，時間點t0、t1、t2、t3、t4與圖12之時間點t0、t1、t2、t3、t4相同。
圖14之示例中，從時間點t0到t4，惰性氣體之供給量(及排氣量)維持為相對高之值α。根據這種置換方法，於周壁構件20之下部開口22被打開之期間，亦將惰性氣體供給至處理空間20S內。因此，於下部開口22被下蓋構件30封閉之時間點，處理空間20S內之氧濃度在一定程度上維持得較低。藉此，於下部開口22被下蓋構件30封閉後，能夠在更短時間內使處理空間20S內之氧濃度接近目標氧濃度。又，能夠進一步抑制臭氧之產生量。
[5]效果 (1)上述曝光裝置100中，周壁構件20具有與基板W之形狀對應之圓筒形狀，因而能夠減小處理空間20S之容積。藉此，能夠用惰性氣體迅速地置換處理空間20S之環境氣體。因此，能夠在短時間內使處理空間20S之氧濃度降低。
又，由圓筒形狀之周壁構件20形成之處理空間20S內不存在讓氣體滯留之角部。因此，當用惰性氣體置換處理空間20S之環境氣體時，沿著周壁構件20之內周面形成順暢之氣體流動。藉此，微粒不易殘留於處理空間20S。因此，能夠提高處理空間20S之基板W之清潔度。
進而，下蓋構件30藉由將周壁構件20之下部開口22打開及封閉，而能夠將基板W搬入至處理空間20S及從處理空間20S搬出基板W。下蓋構件30藉由沿上下方向移動而能夠以簡單之構成及動作打開及封閉下部開口22。因此，無需於周壁構件20設置基板W之搬入搬出口並且無需設置用於打開及封閉該搬入搬出口之複雜之構造。
該等結果為，能夠以簡單且緊湊之構成提高曝光處理之效率而不會降低基板W之清潔度。
(2)如上所述，於周壁構件20之內部形成有第1氣體流路25及第2氣體流路26。通過第1氣體流路25將惰性氣體直接供給至處理空間20S內。又，處理空間20S內之環境氣體通過第2氣體流路26直接排出。
根據這種構成，無需於處理空間20S內設置用於供給惰性氣體之配管或噴嘴等構件。又，無需於處理空間20S內設置用以將其內部之環境氣體排出至處理空間20S之外部之配管或噴嘴等構件。藉此，因處理空間20S內成為氣體流動之阻礙之區域減少，故微粒不易殘留於處理空間20S內。
(3)周壁構件20中，第1氣體流路25及第2氣體流路26以隔著處理空間20S而彼此對向之方式形成。該情形時，從第1氣體流路25朝向第2氣體流路26形成順暢之氣體流動。藉此，能夠用惰性氣體順暢地置換處理空間20S內之環境氣體，因此置換環境氣體所需之時間得以縮短。又，由於抑制處理空間20S內產生亂流，故能夠將處理空間20S內之複數個部分中之氧濃度保持為均勻。因此，能夠對基板W進行均勻之曝光。
(4)上述曝光裝置100中，成為處理對象之基板W在收容於處理空間20S內之狀態下，由複數個支持構件38支持。此處，由於複數個支持構件38共通地安裝於下蓋構件30之平坦之上表面31，故當向下蓋構件30安裝複數個支持構件38時，能夠容易且準確地對準複數個支持構件38之上下方向之位置。藉此，能夠防止由複數個支持構件38支持之基板W相對於光出射部10之出射面13S傾斜，從而能夠對基板W進行均勻之曝光。
(5)上述曝光裝置100中，下蓋構件30沿上下方向移動，由此以簡單之構成及動作實現了基板W向處理空間20S之搬入及基板從處理空間20S之搬出。
[6]包括圖1之曝光裝置100之基板處理裝置 圖15係表示包括圖1之曝光裝置100之基板處理裝置之一例之模式性方塊圖。如圖15所示，基板處理裝置200除曝光裝置100外，進而包括控制裝置210、搬送裝置220、熱處理裝置230、塗佈裝置240及顯影裝置250。
控制裝置210包含例如CPU及記憶體或者微型電腦，並控制曝光裝置100、搬送裝置220、熱處理裝置230、塗佈裝置240及顯影裝置250之動作。
搬送裝置220在由基板處理裝置200進行基板W之處理時，於曝光裝置100、熱處理裝置230、塗佈裝置240及顯影裝置250之間搬送基板W。
熱處理裝置230在由塗佈裝置240進行之塗佈處理及由顯影裝置250進行之顯影處理之前後進行基板W之熱處理。塗佈裝置240藉由將特定之處理液塗佈於基板W之上表面，而在基板W之上表面形成由真空紫外線改質之膜。具體而言，本例之塗佈裝置240將包含定向自組裝材料之處理液塗佈於基板W之上表面。該情形時，藉由於定向自組裝材料中產生之微相分離，而於基板W之上表面上形成兩種聚合物之圖案。
曝光裝置100對經利用塗佈裝置240形成膜之基板W之上表面照射真空紫外線。藉此，形成於基板W上之兩種聚合物之圖案間之結合被切斷。
顯影裝置250將用於去除曝光後之兩種聚合物之圖案中之一種聚合物之溶劑作為顯影液供給至基板W。藉此，基板W上殘留包含另一種聚合物之圖案。
再者，塗佈裝置240能夠以如下方式將特定之處理液塗佈於基板W之上表面，即，形成SOC(Spin-On-Carbon，旋塗碳)膜代替包含定向自組裝材料之膜來作為由真空紫外線改質之膜。該情形時，藉由使用真空紫外線使形成有SOC膜之基板W曝光，能夠使SOC膜改質。
當在塗佈裝置240中形成有SOC膜時，可於塗佈裝置240中之曝光處理後之SOC膜上進一步形成抗蝕膜。該情形時，形成有抗蝕膜之基板W被設置於基板處理裝置200之外部之曝光裝置曝光後，顯影裝置250可對該曝光後之基板W進行顯影處理。
根據上述曝光裝置100，能夠以簡單且緊湊之構成提高曝光處理之效率而不會降低基板W之清潔度。因此，根據圖15之基板處理裝置200，基板W之處理精度能夠提高，並且能夠降低基板W之製造成本。
[7]其他實施方式 (1)上述第1實施方式之曝光裝置100中，供給至第1氣體流路25之惰性氣體被直接供給至處理空間20S內，處理空間20S內之環境氣體從第2氣體流路26直接排出。因此，處理空間20S內不存在噴嘴等用於氣體之供給及排出之構件，但本發明不限於此。處理空間20S內亦可設置有用於控制處理空間20S內產生之氣體流動之構件。
(2)上述第1實施方式之曝光裝置100中，第1氣體流路25及第2氣體流路26可形成於下蓋構件30以代替形成於周壁構件20。
(3)上述第1實施方式之曝光裝置100中，收容於處理空間20S之基板W係在被安裝於下蓋構件30之複數個支持構件38支持之狀態下進行曝光處理，但本發明不限於此。
可將基板支持機構40設置成能夠沿上下方向移動以代替在下蓋構件30安裝有複數個支持構件38。圖16係表示其他實施方式之曝光裝置100之構成之模式性剖視圖。說明圖16之曝光裝置100與圖1之曝光裝置100不同之處。
圖16之曝光裝置100中，可不在下蓋構件30安裝複數個支持構件38(圖1)及複數個收容管33(圖1)。另一方面，基板支持機構40設置成在複數個支持銷41分別插入至下蓋構件30之複數個貫通孔32中之狀態下，能夠相對於曝光裝置100之基底部分沿上下方向移動。又，圖16之曝光裝置100進而包括用以使基板支持機構40沿上下方向移動之升降驅動部54。
此處，將複數個支持銷41之上端部位於處理空間20S內時之基板支持機構40之上下方向的位置稱為處理位置，將從處理位置算起之固定距離之下方位置稱為待機位置。
升降驅動部54包含例如步進馬達，且構成為能夠使基板支持機構40在處理位置與待機位置之間沿上下方向移動。通過這種構成，本例中，於下蓋構件30位於蓋打開位置pa1且基板支持機構40位於待機位置之狀態下，從曝光裝置100之外部搬入之基板W被基板支持機構40之複數個前端構件41a接收。
當搬入至曝光裝置100之基板W被基板支持機構40接收時，下蓋構件30移動至蓋封閉位置pa2並且基板支持機構40移動至處理位置。藉此，基板W收容於處理空間20S。對由複數個前端構件41a支持之基板W照射真空紫外線。
當基板W之曝光結束時，下蓋構件30移動至蓋打開位置pa1，並且基板支持機構40移動至待機位置。藉此，基板W被取出至處理空間20S之下方。最後，由複數個前端構件41a支持之基板W被搬出至曝光裝置100之外部。
上述構成中，複數個前端構件41a及下蓋構件30構成為在下蓋構件30及基板支持機構40分別位於蓋封閉位置pa2及處理位置之情形時，能夠封閉複數個貫通孔32。藉此，曝光處理時之處理空間20S之密閉狀態得以確保。
再者，圖16之曝光裝置100中，若確保處理空間20S之密閉狀態，則可根據基板W之種類及處理之內容調整光出射部10之出射面13S與基板W之間之距離。該情形時，藉由進一步減小光出射部10之出射面13S與基板W之間的距離，能夠縮短曝光時間。藉此，能夠提高曝光處理之效率。
圖16之示例中，作為用於驅動下蓋構件30及基板支持機構40之構成，個別地設置升降驅動部53、54，但本發明不限於此。
圖16之曝光裝置100中，可設置構成為能夠一起驅動下蓋構件30及基板支持機構40之一個升降驅動部來代替升降驅動部53、54。
該升降驅動部可包含例如一個馬達及設置於該馬達之旋轉軸之第1凸輪及第2凸輪。該情形時，第1凸輪構成為能夠利用由馬達產生之旋轉力使下蓋構件30在蓋打開位置pa1及蓋封閉位置pa2間升降。又，第2凸輪構成為能夠利用由馬達產生之旋轉力使基板支持機構40在待機位置及處理位置間升降。
或者，該升降驅動部可包含例如1個氣缸及棒狀之軸構件。該情形時，於軸構件安裝有下蓋構件30及基板支持機構40。該構成中，於例如軸構件之一端部被固定之狀態下，氣缸使軸構件之另一端部沿上下方向移動。藉此，下蓋構件30在蓋打開位置pa1及蓋封閉位置pa2間升降，基板支持機構40在待機位置及處理位置間升降。
根據上述構成，可減少曝光裝置100之零件個數並且實現曝光裝置100之緊湊化。
(4)上述第1實施方式之曝光裝置100中，為了密閉處理空間20S而在基板支持機構40設置前端構件41a，但本發明不限於此。例如，於不對處理空間20S要求極高之密閉性之情形時，亦可不在基板支持機構40設置前端構件41a。
(5)上述第1實施方式中，惰性氣體對曝光處理中之處理空間20S之供給量及排出量設為相同，但本發明不限於此。惰性氣體對曝光處理中之處理空間20S之供給量及排出量亦可互不相同。例如，處理空間20S內之環境氣體之排出量可小於惰性氣體之供給量，處理空間20S內之環境氣體之排出量亦可大於惰性氣體之供給量。
(6)上述第1實施方式之曝光裝置100中，曝光處理中處理空間20S內之氧濃度是否降低至目標氧濃度為止之判定係基於氧濃度計52b之輸出進行，但本發明不限於此。
例如，於從下部開口22封閉之時間點到處理空間20S內之氧濃度達到目標氧濃度所需之時間(以下，稱為濃度達到時間)為已知之情形時，上述判定可基於濃度達到時間進行。該情形時，不需要氧濃度計52b，曝光裝置100之構成簡化。
[8]申請專利範圍之各構成要素與實施方式之各要素之對應關係 以下，對申請專利範圍之各構成要素與實施方式之各要素之對應之示例進行說明。上述第1實施方式中，下蓋構件30係封閉構件之示例，支持構件38係基板支持部之示例，氣體供給系統51係供給部之示例，氣體排出系統52係排出部之示例，圖12～圖14之時間點t1～t2係第1時間之示例，圖12～圖14之值α係第1流量之示例，圖12～圖14之時間點t2～t3係第2時間之示例，圖12～圖14之值β係第2流量之示例。
亦能夠使用具有申請專利範圍所記載之構成或功能之其他各種要素來作為申請專利範圍之各構成要素。
[B]第2實施方式 [1]曝光裝置之構成 圖17係表示本發明之第2實施方式之曝光裝置之構成之模式性剖視圖，圖18係用以說明圖17之曝光裝置100中之一部分構成要素之動作之立體圖。圖17及圖18之曝光裝置100之構成及動作中，除周壁構件20之構成外均與圖1及圖2相同。
[2]周壁構件20之構成 圖19係圖17之周壁構件20之模式性俯視圖。圖20係表示圖19之第1氣體流路25之構成之放大立體圖。圖17、圖18及圖19之周壁構件20與圖1、圖2及圖3之周壁構件20不同之處在於以下方面。
如圖17、圖18及圖19所示，於周壁構件20之內部形成有第1氣體流路25及第2氣體流路26。如圖20所示，第1氣體流路25包含上游流路部25A及下游流路部25B，且具有L字狀剖面。
具體而言，上游流路部25A從周壁構件20之外側面之下部向內側水平地延伸。下游流路部25B從上游流路部25A之內側之端部到周壁構件20之上端面23為止向上方垂直地延伸。上游流路部25A之外側之端部成為第1氣體流路25之上游端部25a。下游流路部25B之上方之端部成為第1氣體流路25之下游端部25b。
在第1氣體流路25之上游端部25a連接有配管51a。該情形時，從配管51a供給至第1氣體流路25之上游端部25a之惰性氣體在上游流路部25A內從外側水平地引導至內側。然後，惰性氣體在下游流路部25B內從下方供給至上方，並從第1氣體流路25之下游端部25b噴出到上方。
在周壁構件20之上端面23形成有使第1氣體流路25與處理空間20S連通之有底之第1開口部27。具體而言，第1開口部27具有隔著第1氣體流路25之下游端部25b之上方之空間而彼此對向之第1側面27a及第2側面27b。第1側面27a與第2側面27b之間之距離從第1氣體流路25之下游端部25b朝向處理空間20S逐漸增加。本例中，第1及第2側面27a、27b形成為平面狀，但實施方式不限定於此。第1及第2側面27a、27b可形成為例如曲面狀。
於第1氣體流路25之下游端部25b之上方設置有供噴出到第1開口部27之惰性氣體碰撞之碰撞面29。碰撞面29位於較在曝光時由複數個支持構件38支持之基板W之上表面更靠上方處。本例中，圖17之光出射部10之殼體11之底壁部11a被用作碰撞面29。
從第1氣體流路25之下游端部25b噴出之惰性氣體與碰撞面29碰撞，並被引導至第1開口部27之第1及第2側面27a、27b且供給至處理空間20S。該情形時，如圖19中之箭頭所示，惰性氣體以於水平面內擴展之方式在處理空間20S內擴散。藉此，能夠在短時間內均勻地將惰性氣體供給至處理空間20S內之光出射部10與基板W之間的空間。
圖21係表示圖19之第2氣體流路26之構成之放大立體圖。如圖21所示，於周壁構件20之上端面23形成有使第2氣體流路26與處理空間20S連通之有底之第2開口部28。本例中，第1開口部27及第2開口部28隔著處理空間20S而彼此對向(參照圖19)。
第2開口部28具有隔著第2氣體流路26之上游端部26a之上方之空間而彼此對向之第3側面28a及第4側面28b。第3側面28a與第4側面28b之間之距離從處理空間20S朝向第2氣體流路26之下游端部25b而逐漸減少。本例中，第3及第4側面28a、28b形成為平面狀，但實施方式不限定於此。第3及第4側面28a、28b可形成為例如曲面狀。
又，圖17之光出射部10之殼體11之底壁部11a位於第2氣體流路26之上游端部26a之上方。藉由圖17之氣體排出系統52進行動作，處理空間20S之環境氣體沿著殼體11之底壁部11a以及第2開口部28之第3及第4側面28a、28b從上游端部26a引導至第2氣體流路26內。
第2氣體流路26包含上游流路部26A及下游流路部26B，且具有L字狀剖面。具體而言，上游流路部26A從周壁構件20之上端面23垂直地延伸至下方。下游流路部26B從上游流路部26A之下方之端部水平地延伸至周壁構件20之外側面。上游流路部26A之上方之端部成為第2氣體流路26之上游端部26a。下游流路部26B之外側之端部成為第2氣體流路26之下游端部26b。
於第2氣體流路26之下游端部26b連接有配管52a。該情形時，來自第2開口部28之惰性氣體在上游流路部26A內從上方之上游端部26a引導至下方。然後，惰性氣體在下游流路部26B內從內側水平地引導至外側，並排出至配管52a。藉此，能夠更容易地在處理空間20S內形成惰性氣體之流動。因此，能夠縮短均勻置換處理空間20S之基板W上之環境氣體所需之時間。
圖20之第1側面27a、第2側面27b、圖21之第3側面28a及第4側面28b之高度例如大於1 mm且為10 mm以下，較佳為大於1 mm且為5 mm以下。本例之周壁構件20之第1側面27a、第2側面27b、第3側面28a及第4側面28b之高度為2 mm。
[3]曝光處理時之曝光裝置100之基本動作 第2實施方式之曝光裝置100中，於基板W之上方之氧濃度維持得低之處理空間20S內對基板W照射真空紫外線。以下，對曝光處理時之曝光裝置100之基本動作進行說明。
圖22～圖27係用以說明曝光處理時之第2實施方式之曝光裝置100之基本動作之模式性側視圖。首先，進行圖22～圖24所示之曝光裝置100之動作。圖22～圖24所示之動作中，除以下方面外均與圖4～圖6所示之動作相同。
如圖24所示，於處理空間20S已密閉之狀態下，如單點鏈線箭頭所示，惰性氣體從圖17之氣體供給系統51通過第1氣體流路25供給至第1開口部27。因此，從第1氣體流路25之下游端部25b噴出之惰性氣體與碰撞面29碰撞。利用與碰撞面29之碰撞，惰性氣體之流動之方向從垂直方向轉換為水平方向。然後，惰性氣體沿著圖19之第1開口部27之第1側面27a及第2側面27b且沿著碰撞面29供給至處理空間20S內。
又，處理空間20S內之環境氣體通過第2開口部28及第2氣體流路26並利用圖17之氣體排出系統52排出至曝光裝置100之外部。藉此，處理空間20S內之環境氣體逐漸被惰性氣體置換，處理空間20S內之氧濃度降低。
然後，進行圖25～圖27所示之動作。圖25～圖27所示之動作與圖7～圖9所示之動作相同。
[4]曝光處理時利用控制部60進行之一連串處理 利用圖17所示之第2實施方式之曝光裝置100之控制部60進行之一連串處理與圖10及圖11所示之一連串處理相同。
[5]實施例及比較例 實施例1及實施例2中，使用上述第2實施方式之周壁構件20，進行將處理空間20S內之環境氣體均勻地置換為氮氣之模擬。比較例1中，使用圖3所示之周壁構件20A，進行將處理空間20S內之環境氣體均勻地置換為氮氣之模擬。於模擬中比較了氮氣之流量、氮氣之供給時間及置換後之氧濃度。再者，氮氣之供給及排出係同時進行，氮氣之供給量及處理空間20S內之環境氣體之排出量相等。
如圖3所示，比較例之周壁構件20不包括第1開口部27及第2開口部28。再者，周壁構件20A之厚度、高度及內徑D2與實施例1及實施例2之周壁構件20之厚度、高度及內徑D2分別相同。
圖28係表示實施例1、實施例2及比較例1之比較結果之圖。如圖28所示，實施例1中，當所供給之氮氣之流量為10 L/min時，經過19秒後處理空間20S之氧濃度為1%以下。實施例2中，當所供給之氮氣之流量為13 L/min時，經過13秒後處理空間20S之氧濃度為1%以下。另一方面，比較例1中，當所供給之氮氣之流量為9 L/min時，經過20秒後處理空間20S之氧濃度為6%。
根據實施例1、實施例2及比較例1之比較結果而確認：藉由使用上述第2實施方式之周壁構件20，能夠縮短均勻置換所需之時間且將氧濃度降得充分低。
[6]效果 (1)上述第2實施方式之曝光裝置100中，惰性氣體通過形成於周壁構件20之第1氣體流路25而到達下游端部25b。從下游端部25b供給至第1開口部27之惰性氣體在與基板W上方之碰撞面29碰撞後，沿著第1側面27a及第2側面27b流入至處理空間20S內。該情形時，能夠均勻地置換出射面13S與基板W之間之環境氣體。又，無需置換整個處理空間20S內之環境氣體。因此，能夠縮短置換所需之時間。該等結果為，能夠提高曝光處理之效率及精度。
(2)上述第2實施方式之曝光裝置100中，周壁構件20具有圓筒形狀。該情形時，於由圓筒形狀之周壁構件20形成之處理空間20S內不存在讓氣體滯留之角部。因此，當用惰性氣體來置換處理空間20S內之環境氣體時，沿著周壁構件20之內周面形成順暢之氣體流動。藉此，能夠縮短置換所需之時間並且抑制置換中使用之惰性氣體。
(3)上述第2實施方式之曝光裝置100中，周壁構件20具有排出處理空間20S內之環境氣體之第2氣體流路26。該情形時，藉由利用氣體排出系統52排出處理空間20S之環境氣體，能夠更容易地在處理空間20S內形成惰性氣體之流動。因此，能夠縮短均勻置換處理空間20S之基板W上之環境氣體所需之時間。
(4)如上所述，藉由將蓋住周壁構件20之上部開口21之光出射部10之下表面之一部分即底壁部11a設為碰撞面29，而無需另外設置碰撞面29。因此，能夠抑制曝光裝置之製造成本。
(5)上述第2實施方式之曝光裝置100中，下蓋構件30在對處理空間20S搬入及搬出基板W時移動至處理空間20S下方之蓋打開位置pa1。藉此，能夠容易地在曝光裝置100之外部與基板支持機構40之前端構件41a之間交接基板W。又，於基板W曝光時，下蓋構件30移動至上方之蓋封閉位置pa2。藉此，能夠容易封閉下部開口22。
(6)上述第2實施方式之曝光裝置100中，複數個支持構件38設置於下蓋構件30之上表面31。該情形時，複數個支持構件38與下蓋構件30一起沿上下方向移動。藉此，能夠在處理空間20S下方從曝光裝置100之外部將基板W載置於複數個支持構件38。又，於基板W曝光時，藉由複數個支持構件38移動至上方，基板W接近出射面13S。藉此，能夠進一步提高基板W之曝光處理之效率。
[7]包括圖17之曝光裝置100之基板處理裝置 包括圖17之曝光裝置100之基板處理裝置200之構成及動作中，除使用圖17之曝光裝置100來代替圖1之曝光裝置100外，均與圖15之基板處理裝置200之構成及動作相同。該情形時，根據第2實施方式之曝光裝置100，能夠以簡單且緊湊之構成提高曝光處理之效率而不會降低基板W之清潔度。該情形時，基板W之處理精度能夠提高，並且能夠降低基板W之製造成本。
[8]其他實施方式 (1)上述第2實施方式之曝光裝置100中，設置有排出處理空間20S內之環境氣體之第2氣體流路26，但本發明不限於此。
例如，亦可於第1氣體流路25及第1流路之下游端部25b中隔著處理空間20S對向之位置處設置有複數個排氣口。該情形時，藉由將處理空間20S之環境氣體利用複數個排氣口排出，能夠在處理空間20S內更容易地形成惰性氣體之流動。因此，能夠縮短均勻置換處理空間20S之基板W上之環境氣體所需之時間。
(2)上述第2實施方式之曝光裝置100中，第1氣體流路25及第2氣體流路26具有L字狀剖面，但本發明不限於此。
例如，第1氣體流路25及第2氣體流路26可由從周壁構件20之下方向上方沿垂直方向貫通之孔所形成。
(3)上述第2實施方式之曝光裝置100中，形成有第2開口部28及第2氣體流路26，但本發明不限於此。
例如，可如圖3所示之第2氣體流路26那樣，由從周壁構件20之外周面形成到內周面之貫通孔所形成。
(4)上述第2實施方式之曝光裝置100中，將蓋住周壁構件20之上部開口21之光出射部10之下表面之一部分即底壁部11a設為碰撞面29，但本發明不限於此。
例如，亦可於第1開口部27之上表面形成周壁構件20之一部分。該情形時，亦藉由將周壁構件20內之一部分設為碰撞面29，而無需另外設置碰撞面29。因此，能夠抑制曝光裝置100之製造成本。
(5)上述第2實施方式之曝光裝置100中，曝光處理中處理空間20S內之氧濃度是否降低至目標氧濃度為止之判定係基於氧濃度計52b之輸出進行，但本發明不限於此。
例如，於從封閉下部開口22之時間點到處理空間20S內之氧濃度達到目標氧濃度所需之時間(以下，稱為濃度達到時間)為已知之情形時，上述判定可基於濃度達到時間來進行。該情形時，不需要氧濃度計52b，曝光裝置100之構成變得簡單。
(6)上述第2實施方式之曝光裝置100中，於收容於處理空間20S之基板W由安裝於下蓋構件30之複數個支持構件38支持之狀態下進行了曝光處理，但本發明不限於此。亦可將基板支持機構40設置成能夠沿上下方向移動以代替在下蓋構件30安裝複數個支持構件38。圖29係表示其他實施方式之曝光裝置100之構成之模式性剖視圖。圖29之曝光裝置100與圖17之曝光裝置100不同之處在於，不設置複數個收容管33及支持構件38，而進一步設置了升降驅動部54。圖29中之下蓋構件30、基板支持機構40、升降驅動部53及升降驅動部54與圖16之下蓋構件30、基板支持機構40、升降驅動部53及升降驅動部54之構成及動作相同。
(7)上述第2實施方式之曝光裝置100中，為了密閉處理空間20S而在基板支持機構40設置了前端構件41a，但本發明不限於此。例如，於不對處理空間20S要求極高之密閉性之情形時，亦可不在基板支持機構40設置前端構件41a。
[9]申請專利範圍之各構成要素與實施方式之各要素之對應關係 以下，對申請專利範圍之各構成要素與實施方式之各要素之對應之示例進行說明。上述第2實施方式中，支持構件38係基板支持部之示例，第1氣體流路25係流路之示例，氣體排出系統52係排氣部之示例，光出射部10之底壁部11a係光出射部之下表面之一部分之示例，下蓋構件30係封閉構件之示例，蓋打開位置pa1係第1位置之示例，蓋封閉位置pa2係第2位置之示例。
亦能夠使用具有申請專利範圍所記載之構成或功能之其他各種要素作為申請專利範圍之各構成要素。
10:光出射部 10S:內部空間 11:殼體 11a:底壁部 11b:周壁部 11c:頂部 12:下部開口 13:透光板 13S:出射面 14:光源部 15:電源裝置 20:周壁構件 20A:周壁構件 20S:處理空間 21:上部開口 22:下部開口 23:上端面 24:下端面 25:第1氣體流路 25a:上游端部 25b:下游端部 25A:上游流路部 25B:下游流路部 26:第2氣體流路 26a:上游端部 26b:下游端部 26A:上游流路部 26B:下游流路部 27:第1開口部 27a:第1側面 27b:第2側面 28:第2開口部 28a:第3側面 28b:第4側面 29:碰撞面 30:下蓋構件 30C:中心 31:上表面 32:貫通孔 33:收容管 38:支持構件 39:密封構件 40:基板支持機構 41:支持銷 41a:前端構件 41b:支持軸 42:銷連結構件 51:氣體供給系統 51a:配管 52:氣體排出系統 52a:配管 52b:氧濃度計 53:升降驅動部 54:升降驅動部 60:控制部 100:曝光裝置 200:基板處理裝置 210:控制裝置 220:搬送裝置 230:熱處理裝置 240:塗佈裝置 250:顯影裝置 a1,a2,a3,a4,a5:中空箭頭 cr1:第1假想圓 cr2:第2假想圓 D1:直徑 D2:內徑 LE:光源元件 pa1:蓋打開位置 pa2:蓋封閉位置 t0,t1,t2,t3,t4:時間點 W:基板 α:值 β:值
圖1係表示本發明之第1實施方式之曝光裝置之構成之模式性剖視圖， 圖2係用以說明圖1之曝光裝置中之一部分構成要素之動作之立體圖， 圖3係表示圖1之曝光裝置之一部分構成要素之模式性俯視圖， 圖4係用以說明曝光處理時之第1實施方式之曝光裝置的基本動作之模式性側視圖， 圖5係用以說明曝光處理時之第1實施方式之曝光裝置的基本動作之模式性側視圖， 圖6係用以說明曝光處理時之第1實施方式之曝光裝置的基本動作之模式性側視圖， 圖7係用以說明曝光處理時之第1實施方式之曝光裝置的基本動作之模式性側視圖， 圖8係用以說明曝光處理時之第1實施方式之曝光裝置的基本動作之模式性側視圖， 圖9係用以說明曝光處理時之第1實施方式之曝光裝置的基本動作之模式性側視圖， 圖10係表示為了實現圖4～圖9之曝光裝置之動作而利用圖1之控制部進行之一連串處理之流程圖， 圖11係表示為了實現圖4～圖9之曝光裝置之動作而利用圖1之控制部進行之一連串處理之流程圖， 圖12係用以說明處理空間內之環境氣體之置換方法之一例之圖， 圖13係用以說明處理空間內之環境氣體之置換方法之另一例之圖， 圖14係用以說明處理空間內之環境氣體之置換方法之又一例之圖， 圖15係表示包括圖1之曝光裝置之基板處理裝置之一例之模式性方塊圖， 圖16係表示其他實施方式之曝光裝置之構成之模式性剖視圖， 圖17係表示本發明之第2實施方式之曝光裝置之構成之模式性剖視圖， 圖18係用以說明圖17之曝光裝置中之一部分構成要素之動作之立體圖， 圖19係圖17之周壁構件之模式性俯視圖， 圖20係表示圖19之第1氣體流路之構成之放大立體圖， 圖21係表示圖19之第2氣體流路之構成之放大立體圖， 圖22係用以說明曝光處理時之第2實施方式之曝光裝置的基本動作之模式性側視圖， 圖23係用以說明曝光處理時之第2實施方式之曝光裝置的基本動作之模式性側視圖， 圖24係用以說明曝光處理時之第2實施方式之曝光裝置的基本動作之模式性側視圖， 圖25係用以說明曝光處理時之第2實施方式之曝光裝置的基本動作之模式性側視圖， 圖26係用以說明曝光處理時之第2實施方式之曝光裝置的基本動作之模式性側視圖， 圖27係用以說明曝光處理時之第2實施方式之曝光裝置的基本動作之模式性側視圖， 圖28係表示實施例1、實施例2及比較例1之比較結果之圖， 圖29係表示其他實施方式之曝光裝置之構成之模式性剖視圖。
10:光出射部
10S:內部空間
11:殼體
11a:底壁部
11b:周壁部
11c:頂部
12:下部開口
13:透光板
13S:出射面
14:光源部
15:電源裝置
20:周壁構件
20S:處理空間
21:上部開口
22:下部開口
23:上端面
24:下端面
25:第1氣體流路
26:第2氣體流路
30:下蓋構件
31:上表面
32:貫通孔
33:收容管
38:支持構件
39:密封構件
40:基板支持機構
41:支持銷
41a:前端構件
41b:支持軸
42:銷連結構件
51:氣體供給系統
51a:配管
52:氣體排出系統
52a:配管
52b:氧濃度計
53:升降驅動部
60:控制部
100:曝光裝置
LE:光源元件
W:基板

Claims (12)

  1. 一種曝光裝置，其對至少一部分具有圓形狀之基板進行曝光處理，且包括：圓筒形狀之周壁構件，其形成能夠收容上述基板之處理空間並且具有上部開口及下部開口；光出射部，其以蓋住上述周壁構件之上述上部開口之方式設置於上述周壁構件之上方，且具有能夠向上述處理空間出射真空紫外線之出射面；封閉構件，其於上述周壁構件之下方設置成能夠沿上下方向移動，且構成為能夠封閉及打開上述下部開口；基板支持部，其以上述基板與上述出射面對向之方式，在上述出射面與上述封閉構件之間支持上述基板；供給部，其在於上述處理空間內利用上述基板支持部支持上述基板且利用上述封閉構件封閉上述下部開口之狀態下，將惰性氣體供給至上述處理空間；及排出部，其在於上述處理空間內利用上述基板支持部支持上述基板且利用上述封閉構件封閉上述下部開口之狀態下，將上述處理空間內之環境氣體排出至上述處理空間之外部，於上述周壁構件之內部，形成有將上述周壁構件之外部與上述處理空間連通之第1氣體流路及第2氣體流路，上述供給部設置成能夠通過上述第1氣體流路將惰性氣體供給至上述處理空間內， 上述排出部設置成能夠通過上述第2氣體流路將上述處理空間內之環境氣體排出至上述處理空間之外部，上述第1氣體流路及上述第2氣體流路分別形成於上述周壁構件中之隔著上述處理空間而彼此對向之部分，上述第1氣體流路及上述第2氣體流路係設置較於上述處理空間內利用上述基板支持部支持之基板更靠上方處。
  2. 如請求項1之曝光裝置，其中上述封閉構件具有與上述出射面對向之平坦之上表面，於上述封閉構件之上述上表面安裝有複數個上述基板支持部。
  3. 如請求項2之曝光裝置，其進而包括複數個支持銷，上述複數個支持銷在上述處理空間之下方之位置處沿上下方向延伸，且分別具有能夠支持上述基板之複數個上端部，上述封閉構件具有供上述複數個支持銷插入之複數個貫通孔，上述複數個支持銷以如下方式設置，即，當利用上述封閉構件封閉上述下部開口時，上述複數個支持銷之上端部位於較上述複數個基板支持部之上端更靠下方處，當利用上述封閉構件打開上述下部開口時，上述複數個支持銷之上端部位於較上述複數個基板支持部之上端更靠上方處。
  4. 如請求項1之曝光裝置，其進而包括控制部，上述控制部控制上述光出射部及上述供給部，上述控制部以如下方式控制上述供給部，即，於自在上述處理空間 內利用上述基板支持部支持上述基板且利用上述封閉構件封閉上述下部開口之時間點開始之預定的第1時間內，以第1流量將惰性氣體供給至上述處理空間內，於自經過了上述第1時間之時間點開始之第2時間內，以較上述第1流量低之第2流量將惰性氣體供給至上述處理空間內；並且以如下方式控制上述光出射部，即，於上述第2時間內將真空紫外線從上述出射面出射至上述基板。
  5. 一種曝光裝置，其係對基板進行曝光處理，且包括：周壁構件，其形成能夠收容基板之處理空間並且具有上部開口；光出射部，其蓋住上述上部開口，且具有能夠出射真空紫外線之出射面；及基板支持部，其於由上述光出射部進行之曝光時，於上述光出射部之下方之上述處理空間內支持基板；上述周壁構件具有將惰性氣體從下方引導至上方之流路、及使上述流路與上述處理空間連通之開口部，上述開口部具有彼此對向之第1側面及第2側面，上述第1側面與上述第2側面之間之距離從上述流路之下游端部朝向上述處理空間逐漸增加，設置有供從上述流路之上述下游端部流出至上述開口部之惰性氣體碰撞之碰撞面，上述碰撞面位於較曝光時由上述基板支持部支持之基板更靠上方處。
  6. 如請求項5之曝光裝置，其中 上述周壁構件具有圓筒形狀。
  7. 如請求項5或6之曝光裝置，其中上述周壁構件包含排出上述處理空間之環境氣體之排氣部。
  8. 如請求項5或6之曝光裝置，其中上述碰撞面包含上述光出射部之下表面之一部分。
  9. 如請求項5或6之曝光裝置，其中上述碰撞面設置於上述周壁構件內。
  10. 如請求項5或6之曝光裝置，其中於上述周壁構件形成有下部開口，上述曝光裝置進而包括：封閉構件，其構成為能夠封閉及打開上述下部開口；及升降驅動部，其以如下方式控制上述封閉構件，即，於外部與上述基板支持部之間交接基板時上述封閉部移動至位於上述下部開口的下方之第1位置，於基板曝光時上述封閉構件移動至將上述下部開口封閉之第2位置。
  11. 如請求項10之曝光裝置，其中上述基板支持部設置於上述封閉構件之上表面。
  12. 一種曝光裝置，其對至少一部分具有圓形狀之基板進行曝光處理，且包括：圓筒形狀之周壁構件，其形成能夠收容上述基板之處理空間並且具有上部開口及下部開口；光出射部，其以蓋住上述周壁構件之上述上部開口之方式設置於上述周壁構件之上方，且具有能夠向上述處理空間出射真空紫外線之出射面；封閉構件，其於上述周壁構件之下方設置成能夠沿上下方向移動，且構成為能夠封閉及打開上述下部開口；基板支持部，其以上述基板與上述出射面對向之方式，在上述出射面與上述封閉構件之間支持上述基板；供給部，其在於上述處理空間內利用上述基板支持部支持上述基板且利用上述封閉構件封閉上述下部開口之狀態下，將惰性氣體供給至上述處理空間；排出部，其在於上述處理空間內利用上述基板支持部支持上述基板且利用上述封閉構件封閉上述下部開口之狀態下，將上述處理空間內之環境氣體排出至上述處理空間之外部，及複數個支持銷，其等在上述處理空間之下方之位置處沿上下方向延伸，且分別具有能夠支持上述基板之複數個上端部，上述基板支持部包含複數個基板支持部，上述封閉構件具有與上述出射面對向之平坦之上表面，於上述封閉構件之上述上表面安裝有上述複數個基板支持部，上述封閉構件具有供上述複數個支持銷插入之複數個貫通孔， 上述複數個支持銷以如下方式設置，即，當利用上述封閉構件封閉上述下部開口時，上述複數個支持銷之上端部位於較上述複數個基板支持部之上端更靠下方處，當利用上述封閉構件打開上述下部開口時，上述複數個支持銷之上端部位於較上述複數個基板支持部之上端更靠上方處。
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